Candidature à l’Université de Lille

Modélisation multi-échelle des matériaux, surfaces et interfaces
en lien avec leurs performances mécaniques
Poste MCF n°252514 – Section 60

20 mai 2025

Parcours et projets d’intégration

  1. Cursus
  2. Activités et projet d’intégration en recherche
  3. Activités et projet d’intégration en enseignement

Cursus

2011–2014

BAC Technologique STI2D

2014–2016

CPGE Techniques et Sciences Industrielles

2016–2020

ENS Paris-Saclay

  • L3 pluridisciplinaire (GM, GC, GE)
  • M1 Mécanique des Matériaux et des Structures
  • M2 Formation à l’Enseignement Supérieure en Mécanique
  • M2 Mécanique des mAtériaux pour l’inGénierie et l’Intégrité des Structures

2020–2023

Thèse au Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay

Encadrée par Rodrigue Desmorat et Cécile Oliver-Leblond

2024–…

Post-doctorat à l’IMSIA (ENSTA)

Encadré par Véronique Lazarus

Recherche (thèse)

2020–2023

Formulation de l’endommagement anisotrope des matériaux et stuctures quasi-fragiles basée sur la simulation discrète de la fissuration

R. Desmorat, C. Oliver-Leblond
1 article, 2 conférences internationales, 1 conférence nationale, 2 GdR.

Recherche (post-doctorat)

2024–Présent

Theoretical and numerical study of crack propagation
in heterogenous and/or anisotropic materials

V. Lazarus
1 article, 2(+2) conférences internationales, 1(+1) conférence nationale.

Contributions variées

  • Biais numériques en champ de phase
  • Modèles de fissuration anistrope
    • Mécanique de la rupture classique
    • Fissuration par champ de phase
  • Fissuration en milieux hétérogènes
  • Méthodes de path-following (arc-length)
  • Dialogue experimental fort

Projet d’intégration en recherche

Équipes COREFoU et MuFrein du LaMcube.

Objectif

Développer des modèles théoriques et numériques pour les systèmes mécaniques dissipatifs.

Intégration : Principe SBEN (Buliga & Saxcé, 2016)

Collaborations envisagées : A. Oueslati, P. Gosselet.

Formulation variationanelle du principe SBEN

L’évolution \(\boldsymbol{z}(t)\) d’un système dynamique est régie
par un problème de minimisation sous contraintes.

Caractéristiques

Cadre généralisé espace-temps
Basé sur la géométrie symplectique

🔒 Besoin de développer des méthodes numériques adaptées

Développements récents

🎯 Perspectives

  • Comportements non-associés
  • Calcul intensif

Intégration envisagée

  • Intégration dans l’ANR BigBen
  • Développements et encadrement de stage
  • Co-encadrement de thèse
  • Outils : FEniCSx & Mosek / FreeFEM++ & Ipopt.

Autres contributions envisagées

Plasticité et fatigue des matériaux

Modèle de plasticité cristalline à gradient
Micro-structure explicite réelle

Illustration de CristalX par Csati et al. (2021).
Études possibles
Analyse limite
Effet de gradient de \(\mu\)-structure
Extensions
Homogénéisation vers un modèle macro
Intégration dans le cadre SBEN

Modélisation de l’usure

Modèles numériques continus
  Thermique, Plasticité, Endommagement.
  Tribo-oxidation.

Échelle de la \(\mu\)-structure
  Modèle continu/discret hétérogène.

Extensions
Bilan énergie/matière
Étude du circuit tribologique
Intégration dans le cadre SBEN

Zone de contact lors du freinage (Frangieh et al., 2025).

Responsabilités en recherche


👥 Expériences d’encadrement

2022 – Projet recherche M1 – A. Marlot
2023 – Stage M2 – L. Védrine
2024 – Stage M1 – A. Ecotière
2025 – Stage M1 – Y. M. V. Epongue Djeugoue

💻 Développements numériques

  • Maîtrise d’outils (languages, forges, etc.)
  • Contributions/gestions de code collaboratifs


🗨️ Animation scientifique

Organisation de séminaires :

  • COMET au LMPS (2 ans)
  • IMSIA/LMI/LADHYX/LMS (lancement)

Autres

  • Sensibilité pour les sciences ouvertes 🔓

Activités d’enseignement

Avant 2020

Divers

Aide aux devoirs (pour lycéens)
Interventions l’IUT de Cachan (M2E FESup)

2020–2023

Mission d’enseignement – ENS Paris-Saclay – L3 et M1 Génie Civil

Méthodes Numériques, Mécanique des Fluides, Propagation d’ondes, Matlab.

2024

Vacation – ENSTA – L3 et M1 Mécanique

MMC solide élastique, Comportements non-linéaires, Fatigue, Rupture.


Évolution des formations

  • Sujet de TD de Méthodes Numériques
  • Supports TP et Examen de Mécanique de la rupture en FEniCSx

Adéquation au profil recherché

Département de Mécanique de la Faculté des Sciences et Technologies


🔍 Profil recherché

Adéquation

Programmes de Licence et Master

Expériences en IUT/L3/M1

Expérience et Compétences Générales
   Mécanique des solides
   Aspects théoriques et numériques
   Anglais


Formation, Expériences et Recherche
Formation, Expériences et Recherche
Formation, Niveau C1


🎯 Type enseignements visés

Mécanique des milieux continus
Lois de comportement non linéaires
Fatigue et la fiabilité des structures
Méthodes numériques en mécanique des solides

Expériences

ENS Paris-Saclay et ENSTA
ENSTA (+ Recherche)
ENSTA
ENS Paris-Saclay

Intégration dans les formations de la FST


🎓 Licence Sciences Mécaniques et Ingénierie

🎓 Master Mécanique

🎯 Modéliser un système mécanique
Bases de la mécanique des milieux continus (L3 S5)
Lois de comportement (M1 S1)
Mécanique non linéaire des matériaux et endommagement (M2 S3)
🎯 Simuler numériquement un système mécanique
Méthodes Numériques Élementaires (L3 S5)
Simulation Numérique pour la Mécanique (M1 S2)


🎓 Master STRAINS

Semestre 1
Constitutive Laws
Continuum Mechanics
Semestre 3
Limit Analysis and Shakedown
Advanced Composite Materals

Évolution des formations & Innovation pédagogique


🧰 Maîtrise d’outils numériques variés

Programmation, calcul scientifique, supports.

Contributions envisagées

  • Pédagogie inductive
    Classes inversées
    Activités de mise en situation
  • Intégration enjeux sociétaux
    Intelligence artificielle
    Aspects environnementaux
  • Internationalisation
  • À terme, responsabilités pédagogiques


Exemple de mise en situation

  • Thèmes
    Comportement non-linéaire
    Traitement de données

  • Étapes
    1. Analyses de données
    2. Selection d’une loi de comportement
    3. Identification des paramètres

  • Extensions possibles
    Mesures experimentales
    Modélisation automatisée
    Calcul de structure

  • Outils envisagées
    Python (numpy, pandas, matplotlib)
    MFront

Mise en situation pédagogique

« La mise en situation pédagogique portera sur l’introduction d’un exemple de comportement non linéaire face à des étudiants de niveau M1 maîtrisant la mécanique des milieux continus et l’élasticité linéaire. »

Proposition
Introduction à la plasticité
Approche inductive

Remarque
Petits effectifs (\(\leq 30\) élèves)
Ex: format cours-TD intégré.

Déroulé de la séance.

Ressources

  • Mécanique des matériaux solides. (2009) Lemaitre, Chaboche, Benallal, & Desmorat.

Plasticité : Essai de traction uniaxiale

Cas monotone

Les courbes de traction expérimentales ne sont généralement pas entièrement linéaires.

\(\rightarrow\) Besoin de modèles non-linéaires.

L’analyse des courbes expérimentales permet d’identifier des éléments caractéristiques du comportement que ces modèles devront représenter.

Exercice

  • Identifier les éléments caractéristiques sur les courbes suivantes.

Indication : Partir de l’origine et suivre la courbe durant le chargement.

Courbe de traction 1 : Chargement de traction monotone uniaxiale idéalisée pour un comportement plastique.

Plasticité : Essai de traction uniaxiale (charge)

Éléments caractéristiques

  1. Phase linéaire élastique
       Utilisation de la loi de Hooke
       paramétrée par \(E, \nu\).

  2. Perte de linéarité
       Limite d’élasticité \(\sigma_y\)
       (contrainte seuil)

  3. Phase plastique non-linéaire

Bilan

Lorsque que la limite d’élasticité est atteinte, le comportement devient non-linéaire.
L’élasticité n’est alors plus suffisante pour décrire le comportement du matériau.

Plasticité : Essai de traction uniaxiale (décharge)

Éléments caractéristiques

  1. Décharge linéaire élastique
  2. Déformation plastique \(\varepsilon_p\)
       résiduelle à contrainte nulle.
  3. Recharge linéaire élastique
  4. Domaine élastique modifié
       Mécanisme : Écrouissage

Bilan

Lors d’une décharge dans la phase plastique, le comportement est linéaire.
Cependant, le domaine élastique est modifié (écrouissage) et une déformation plastique irréversible \(\varepsilon_p\) se développe.

Synthèse profil – Flavien Loiseau

Recherche

  • Simulation numérique
  • Modélisation comportement matériau

Enseignement

  • Formation à l’enseignement
  • Expériences L3/M1
  • Évolution des formations
    • Pédagogie inductive
    • Internationalisation

🎓 Licence Sciences Mécaniques et Ingénierie
🎓 Master Mécanique

 🎯 Modéliser un système mécanique
 🎯 Simuler numériquement un système mécanique

🎓 Master STRAINS

Merci pour votre attention !

References

References

Buliga, M., & Saxcé, G. de. (2016). A symplectic BrezisEkelandNayroles principle. Mathematics and Mechanics of Solids, 22(6), 1288‑1302. https://doi.org/10.1177/1081286516629532
Cao, X., Oueslati, A., Nguyen, A. D., Stoffel, M., Markert, B., & Saxcé, G. de. (2023). A symplectic Brezis-Ekeland-Nayroles principle for dynamic plasticity in finite strains. International Journal of Engineering Science, 183, 103791. https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2022.103791
Csati, Z., Witz, J.-F., Magnier, V., Bartali, A. E., Limodin, N., & Najjar, D. (2021). CristalX: Facilitating simulations for experimentally obtained grain-based microstructures. SoftwareX, 14, 100669. https://doi.org/10.1016/j.softx.2021.100669
Frangieh, J., Grira, A., Davin, E., Brunel, F., Al-Kaderi, R., Perdrix, E., Tomas, A., Henrion, M., Mann, R., Desplanques, Y., & Dufrénoy, P. (2025). Railway braking wear dynamics and particle emissions: Relationship between tribological circuit and pad design. Wear, 205854. https://doi.org/10.1016/j.wear.2025.205854
Harakeh, M., Ban, M., & Saxcé, G. de. (2024). Symplectic bipotentials. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2410.23122
Lemaitre, J., Chaboche, J.-L., Benallal, A., & Desmorat, R. (2009). Mécanique des matériaux solides. Dunod. http://international.scholarvox.com/book/45006304
Loiseau, F., & Lazarus, V. (2025). How to introduce an initial crack in phase field simulations to accurately predict the linear elastic fracture propagation threshold? arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.03900
Védrine, L., Loiseau, F., Oliver-Leblond, C. écile, & Desmorat, R. (2025). Calibration of non-local damage models from full-field measurements: Application to discrete element fields. European Journal of Mechanics - A/Solids, 112, 105611. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2025.105611

Recherche (projets/stages)

Projet + M1

Endo
Méth. Num.

M. Jirásek
ČVUT, Prague

O. Allix
LMT, Cachan

M2E FESup

Méth. Num.
Méca. Flu.

F. Hafid
RTE, Paris

S. Langlois
UdeS, Sherbrooke

M2R MAGIS

Fissuration
Méth. Num.

C. Maurini
SU, Paris

J. Hure
CEA, Saclay

Encadrement



2022

Première Expérience Immersive de Recherche (M1) – A. Marlot

Effet de la variabilité géométrique (meso-structure et fissuration) sur le tenseur d’élasticité effectif dans le modèle discret beam-particle

2023

Stage de Recherche (M2) – L. Védrine

Étude des effets de taille et de l’endommagement non-local dans les structures quasi-fragiles basée sur des simulations discrètes
1 article (Védrine et al., 2025), 1 présentation en Congrès Junior.

2024

Stage Projet de Recherche (M1) – A. Ecotiere

Simulation par champ de phase faiblement anisotrope de la fissuration dans un acier duplex imprimé en 3D.